(57)【要約】  スジ状の塗布むらの発生を防止しつつ、ウエブのばたつきやウエブ自体の湾曲や弛み等の癖に起因する塗布むらの発生を防止でき、薄膜で均一な塗工が可能となる。  走行中のウエブ（１２）の表面に、該ウエブの幅方向に延びる塗液供給手段（１４）のスリット状吐出口（１５）から吐出される所定の塗液を塗布していく装置である。スリット状吐出口（１５）を、ウエブ（１２）の空中パス上に配置するとともに、該ウエブ（１２）を間にしてスリット状吐出口（１５）に対向する位置に、該ウエブ（１２）をスリット状吐出口（１５）に向けてウエブ幅方向に均等な押圧力をもって付勢する付勢手段（２０）を設けた。
2012026330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中のウエブの表面に、該ウエブの幅方向に延びる塗液供給手段のスリット状吐出口から吐出される所定の塗液を連続的または間欠的に塗布していくウエブ塗工装置において、前記スリット状吐出口を、ウエブの空中パス上に配置するとともに、該ウエブを間にして前記スリット状吐出口に対向する位置に、該ウエブを前記スリット状吐出口に向けてウエブ幅方向に均等な押圧力をもって付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするウエブ塗工装置。
【請求項２】
前記付勢手段が、ロール表面がスポンジで形成されたスポンジロールから構成されている、請求項１に記載のウエブ塗工装置。
【請求項３】
前記付勢手段が、前記スリット状吐出口に対向する位置に設けられ、加圧気体が導入されるウエブに向けて開放された加圧室を有するチャンバから構成されている、請求項１に記載のウエブ塗工装置。
【請求項４】
前記スリット状吐出口のウエブ走行方向前後に、前記ウエブの空中パスの経路を前記スリット状吐出口の先端位置に合わせるレベリングロールが設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載のウエブ塗工装置。
【請求項５】
前記ウエブが金属箔からなる、請求項１〜４のいずれかに記載のウエブ塗工装置。
【請求項６】
前記ウエブが樹脂フィルムからなる、請求項１〜４のいずれかに記載のウエブ塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中のウエブに所定の塗液を連続的または間欠的に塗布していくウエブ塗工装置に関し、とくに、塗液を薄膜で均一に塗布することが要求される用途に好適なウエブ塗工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエブ、例えば金属箔や樹脂フィルムの表面に、所定の塗液を薄膜で均一に塗布することが要求されることは多い。例えば、図５に示すように、アルミ箔や銅箔等の金属箔１０１上に、極薄膜の(例えば、ドライ状態かウエット状態かで異なるものの、０．５〜１５μｍ程度の厚みの)アンカー塗工層１０２を設け、その上に比較的厚いオーバー塗工層１０３を設けることがある。例えば２次電池やキャパシタ等において、オーバー塗工前にこのようなアンカー塗工を施すことで、金属箔１０１上に物質が析出することを防止することができる。また、金属箔１０１とオーバー塗工層１０３との密着性を向上できるので、電池性能の向上や長期耐久性の向上等が期待できる。また、光学フィルム用途等では、ウエット状態で０．５〜１μｍ程度の薄膜の塗工が要求されることがある。【０００３】
このような薄膜の塗工を均一な厚みで行うための一般的な方式として、例えば図６に示すように、ウエブ１１１をバックアップロール１１２上に走行させ、バックアップロール１１２上に塗液供給手段としての塗布ヘッド１１３を配置し、塗布ヘッド１１３のスリット状吐出口１１４の出口とバックアップロール１１２の表面との間の間隙を、ウエブ１１１に塗布されるウエット状態での膜厚と同等か僅かに大きい寸法に精度よく調整して、走行中のウエブ１１１に連続的または間欠的に塗膜１１５を塗工していく方式が知られている(本願では、このような方式を「オンロール塗工」と呼ぶ)。しかしこのオンロール塗工方式においては、各部材自体や組み付けに極めて高い精度が要求され、その精度要求に応えることが難しい場合が多く、とくにスリット状吐出口１１４の出口とバックアップロール１１２の表面との間の間隙に要求される極めて高い精度に応えることが難しい場合が多い。また、このような方式においては、たとえ高精度の間隙調整を行うことができたとしても、その間隙部に異物等が進入した場合には、その異物の噛み込みにより、顕著な塗布欠陥が生じたり、場合によってはウエブ１１１が破断するおそれも生じる。また、ウエブ１１１の走行に伴う随伴気流の巻き込み等により、ウエブ１１１の長手方向に延びウエブ１１１の幅方向に分布する多数のスジ状の塗布むら(スジ状の色むらとなって現れることが多い)が生じることがある。このようなスジ状の塗布むらは、ウエブ１１１自体にその幅方向において厚みむらが存在する場合や、上記組み付けの精度が悪い場合にも発生することがある。【０００４】
このような問題に対処するために、例えば図７に示すように、塗布ヘッド１２１に、スリット状吐出口１２２の出口近傍に開口する減圧吸引口１２３を設け、塗工部の上流側において減圧するとともに随伴気流によるエアー混入を抑えるようにした塗工方式が知られている。このような塗工方式では、上述の随伴気流に起因するスジ状の塗布むらの問題は軽減されるものの、スリット状吐出口１２２の出口とバックアップロール１１２の表面との間の間隙に極めて高い精度が要求されることに変わりはないため、上述の異物噛み込みによる塗布欠陥やウエブ破断の問題、さらにはウエブ１１１自体の幅方向における厚みむらや組み付けの精度が悪いことに起因するスジ状の塗布むらの問題は依然として残る。【０００５】
このような残された問題に対し、例えば図８に示すように、走行されるウエブ１１１のフリーパス(空中パス)(例えば、ロール１３１、１３２間に形成した空中パス)上に塗布ヘッド１１３を配置し、走行中のウエブ１１１を、塗布ヘッド１１３のスリット状吐出口１１４の出口に対し近づく方向と離れる方向とに多少変位可能に張設する方式が知られている(本願では、このような方式を「オフロール塗工」と呼ぶ)(例えば、特許文献１)。このようなオフロール塗工方式は、スリット状吐出口１１４の出口とウエブ１１１の表面との間隙を実質的にゼロにしつつ（つまり、ウエブ１１１をスリット状吐出口１１４の出口に接触させつつ）、ウエブ１１１がスリット状吐出口１１４の出口に対し近づく方向と離れる方向とに変位可能であるため少なくとも異物噛み込みによるウエブ１１１の破断のおそれを除去することが可能であるので、薄膜塗工のためには有効な手法の一つである。しかしながら、ウエブ１１１自体の癖(ウエブ１１１が長手方向に湾曲していたり、ウエブ１１１に部分的に弛み等の平面性が悪い部位が存在していたりすることがある)や、走行ウエブ１１１のばたつき等により、塗布ヘッド１１３の先端部（スリット状吐出口１１４の出口部）でウエブ１１１が幅方向において不均一に接触することがあり(例えば、接触圧が不均一になったり、局部的に接触しない部位が生じたりすることがあり)、それに起因してスジ状や局部的な塗布むらが生じることがある。ウエブ１１１のばたつきは、ロール１３１、１３２間の距離を縮めることである程度抑えることは可能であるが、上記のようなウエブ１１１自体の癖に起因する塗布むらについては、抑えることが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−５１７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の課題は、上記のような実情に鑑み、異物噛み込みに起因するトラブルの発生を防止するとともに組み付け精度等に起因するスジ状の塗布むらの発生を防止しつつ、ウエブのばたつきやウエブ自体の湾曲や弛み等の癖に起因する塗布むらの発生を防止し、塗液を薄膜で均一に塗布することが可能なウエブ塗工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るウエブ塗工装置は、走行中のウエブの表面に、該ウエブの幅方向に延びる塗液供給手段のスリット状吐出口から吐出される所定の塗液を連続的または間欠的に塗布していくウエブ塗工装置において、前記スリット状吐出口を、ウエブの空中パス上に配置するとともに、該ウエブを間にして前記スリット状吐出口に対向する位置に、該ウエブを前記スリット状吐出口に向けてウエブ幅方向に均等な押圧力をもって付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするものからなる。【０００９】
このような本発明に係るウエブ塗工装置においては、塗液供給手段のスリット状吐出口がウエブの空中パス上に配置され、基本的にはオフロール塗工とされる。そして、スリット状吐出口の位置を通過するウエブを間にしてスリット状吐出口に対向する位置に、該ウエブをスリット状吐出口に向けてウエブ幅方向に均等な押圧力をもって付勢する付勢手段が設けられ、塗工中のウエブがスリット状吐出口に向けてウエブ幅方向に均等な押圧力をもって付勢される。すなわち、基本的にオフロール塗工とすることにより、オンロール塗工の欠点である異物噛み込みに起因するトラブルや組み付け精度等に起因するスジ状の塗布むらの発生を防止可能にしつつ（つまり、オフロール塗工の長所はそのまま活かしつつ）、ウエブをウエブ幅方向に均等な押圧力をもって付勢する付勢手段を設け、適度な押圧力をもって常時ウエブを塗液塗布部（スリット状吐出口）に向けて押し付けその状態で連続的または間欠的に塗布を行うことにより、従来のオフロール塗工における短所である、ウエブのばたつきやウエブ自体の湾曲や弛み等の癖に起因する塗布むらの発生を防止可能としたものである。この付勢手段は、所定の押圧力をもって走行中のウエブをスリット状吐出口に向けて付勢するだけであるから、必要に応じて、スリット状吐出口の位置でウエブ（ウエブの走行パス）を反スリット状吐出口側に向けて逃がすことが可能であり、機械的に間隙を一定の値に規定するオンロール塗工に比べ、異物が噛み込むおそれがなく、また、高い組み付け精度も要求されない。そしてこの付勢手段は、ウエブ幅方向に均等な押圧力をもってウエブをスリット状吐出口に向けて常時付勢できるから、走行中のウエブにばたつきは極めて生じにくくなるとともに、ウエブ自体に湾曲や弛み等の癖が存在している場合にあっても、ウエブは適度な押圧力をもって常時塗液塗布部（スリット状吐出口）に向けて押し付けられる状態に保たれ、ウエブ自体の癖が吸収された状態での塗液の連続的なあるいは間欠的な塗布が可能になり、均一な塗布、とくに薄膜での均一な塗布を行うことが可能になる。なお、このような均一な塗布を達成するためには、上記付勢手段によってウエブに付与される押圧力は、ウエブ幅方向にできるだけ均等に分布されることが好ましく、その分布のばらつきは、望ましくは±５％以内、さらに望ましくは±３％以内である。【００１０】
上記本発明に係るウエブ塗工装置においては、上記付勢手段として、例えば、ロール表面がスポンジで形成されたスポンジロールから構成されている形態、スリット状吐出口に対向する位置に設けられ、加圧気体が導入されるウエブに向けて開放された加圧室を有するチャンバから構成されている形態、のいずれも採り得る。スポンジロールの場合には、ロール表面を形成するスポンジの硬度や厚みを適切に設定することにより、加圧気体チャンバの場合には、導入される気体の圧力およびウエブに作用する加圧力の領域のサイズを適切に設定することにより、ウエブを適度な押圧力をもって常時塗液塗布部（スリット状吐出口）に向けて均等に押し付けることができ、薄膜で均一な塗布が可能になる。【００１１】
また、本発明に係るウエブ塗工装置においては、上記スリット状吐出口のウエブ走行方向前後に、ウエブの空中パスの経路をスリット状吐出口の先端位置に合わせるレベリングロールが設けられていることが好ましい。このようなレベリングロールを配置しておけば、ウエブを、塗液塗布上望ましい空中パス経路上を安定して走行させることができ、均一な塗布がより行いやすくなる。このレベリングロールは、ウエブ走行方向前後のいずれか一方にのみ配置することも可能であり、レベリングロールを設けなくても望ましい空中パス経路を確保できる場合には、とくに設けなくてもよい。【００１２】
本発明におけるウエブの種類としてはとくに限定されず、均一な塗液塗布が要求されるあらゆるウエブに対して本発明を適用可能である。代表的には、前述したように、本発明におけるウエブとして、金属箔や樹脂フィルムを使用できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るウエブ塗工装置によれば、基本的にはオフロール塗工方式を採用しつつ、塗液供給手段のスリット状吐出口の位置を通過するウエブを間にしてスリット状吐出口に対向する位置に、ウエブをスリット状吐出口に向けてウエブ幅方向に均等な押圧力をもって付勢する付勢手段を設けて、塗工中のウエブを、スリット状吐出口、つまり塗液の塗布部に対してウエブ幅方向に均等なかつ反スリット状吐出口側への変位も許容し得る適切な押圧力をもって付勢しながら塗工できるようにしたので、オンロール塗工方式の場合のような異物噛み込みに起因するトラブルの発生や組み付け精度等に起因するスジ状の塗布むらの発生を防止しつつ、ウエブのばたつきやウエブ自体の湾曲や弛み等の癖に起因する塗布むらの発生を防止することが可能となり、薄膜で均一な塗工が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施態様に係るウエブ塗工装置の概略側面図である。
【図２】図１の形態のより具体的な例を示すウエブ塗工装置の斜視図である。
【図３】本発明の第２実施態様に係るウエブ塗工装置の概略側面図である。
【図４】図３の形態のより具体的な例を示すウエブ塗工装置の斜視図である。
【図５】金属箔へのアンカー塗工形態の一例を示す概略断面図である。
【図６】従来のオンロール塗工方式の一例を示す斜視図である。
【図７】従来の吸引機構を備えたオンロール塗工方式の一例を示す斜視図である。
【図８】従来のオフロール塗工方式の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施態様に係るウエブ塗工装置を示しており、図２はそのより具体的な形態を例示している。図１、図２において、１、１１はウエブ塗工装置を示しており、該ウエブ塗工装置１、１１においては、走行中のウエブ２、１２の空中パス３、１３上に塗液供給手段としての塗布ヘッド４、１４が配置されており、オフロール方式の塗工が行われるようになっている。この走行中のウエブ２、１２の表面(片面)上に、該ウエブ２、１２の幅方向に延びる塗布ヘッド４、１４のスリット状吐出口５、１５から吐出される所定の塗液が、塗膜１６として連続的または間欠的に塗布されていくようになっている。図１に示す形態では、ウエブ２の空中パス３は比較的小径のロール（レベリングロール）６、７間で形成されており、図２に示す形態では、ウエブ１２の空中パス１３は比較的大径のロール１７と比較的小径のロール１８との間で形成されている。塗液は、塗布ヘッド４、１４内のマニホールド８、１９からスリット状吐出口５、１５を通してウエブ２、１２の表面上に吐出される。
【００１６】
このようなオフロール方式のウエブ塗工装置１、１１において、上記スリット状吐出口５、１５がウエブ２、１２の空中パス３、１３上に配置されつつ、ウエブ２、１２を間にしてスリット状吐出口５、１５の出口に対向する位置に、該ウエブ２、１２をスリット状吐出口５、１５の出口に向けてウエブ幅方向に均等な押圧力をもって付勢する付勢手段が設けられており、この付勢手段は、本実施態様では、ロール表面がスポンジで形成されたスポンジロール９、２０から構成されている。
【００１７】
このようなウエブ塗工装置１、１１においては、基本的にはオフロール塗工とされているので、走行中のウエブ２、１２はスリット状吐出口５、１５の出口位置において該出口に近づく方向と離れる方向とに適度な自由度を持ち、オンロール塗工方式の欠点である異物噛み込みに起因するトラブルや組み付け精度等に起因するスジ状の塗布むらの発生が防止される。そして、スポンジロール９、２０の表面の弾力性により、走行中のウエブ２、１２は常時ウエブ２、１２の幅方向に適度の均等な押圧力をもってスリット状吐出口５、１５の出口（つまり、塗液塗布部）に向けて押し付けられることになるので、ウエブ２、１２のばたつきが抑えられるとともに、ウエブ２、１２自体に湾曲や弛み等の癖が存在する場合にあっても、ウエブ２、１２はスリット状吐出口５、１５に吐出塗液を介して実質的に接触した状態で連続的に走行され、塗工されることになる。とくに、スポンジロール９、２０の外径や、ロール表面を形成するスポンジの硬度や厚みを適切に設定することにより、均一で最適な塗工状態を現出できる。その結果、従来のオフロール塗工方式の欠点である、ウエブ２、１２のばたつきやウエブ２、１２自体の湾曲や弛み等の癖に起因する塗布むらの発生が防止され、塗液の均一な塗布、とくに薄膜での均一な塗布を行うことが可能になる。
【００１８】
図３は、本発明の第２実施態様に係るウエブ塗工装置を示しており、図４はそのより具体的な形態を例示している。図３、図４に示すウエブ塗工装置２１、３１においては、ウエブ２、１２をスリット状吐出口５、１５の出口に向けてウエブ幅方向に均等な押圧力をもって付勢する付勢手段以外の構成は、図１、図２に示した構成と実質的に同一であるので、図１、図２において付したのと同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００１９】
本実施態様では、ウエブ２、１２をスリット状吐出口５、１５の出口に向けてウエブ幅方向に均等な押圧力をもって付勢する付勢手段が、スリット状吐出口５、１５の出口に対向する位置に設けられ、加圧気体２２(例えば、加圧空気)が導入される加圧室２３、３２を有するチャンバ２４、３３から構成されており、加圧室２３、３２は加圧気体２２による圧力をウエブ２、１２に負荷できるようウエブ２、１２に向けて開放されている。加圧室２３を形成するチャンバ２４は、図３に示すようにロール６、７間にわたって延在するように構成してもよく（加圧室２３がロール６、７を覆っている形態でも、覆っていない状態でもよく）、図４に示すように、ロール１７とロール１８との間に形成されている空中パス１３の範囲内にさらに比較的小径のロール３４、３５を配置し、ロール３４、３５間にわたって延在するように構成してもよい。後者の場合、ロール３４、３５は、加圧室３２に対し、ウエブ走行方向における概略シール手段としても機能できる。
【００２０】
このような加圧室２３、３２を備えたチャンバ２４、３３の形態の付勢手段を構成することによっても、導入される加圧気体の圧力およびウエブ２、１２に作用する加圧力の領域(加圧領域：つまり加圧室２３、３２のウエブ２、１２に向けての開放領域)のサイズを適切に設定することにより、ウエブ２、１２を適度な押圧力をもって常時スリット状吐出口５、１５の出口（塗液塗布部）に向けてウエブ幅方向に均等に押し付けることが可能になり、薄膜で均一な塗布を達成可能となる。この加圧室２３、３２による押圧の方が、前述のスポンジロールによる押圧に比べ、より広い領域にわたってウエブ２、１２に押圧力を加えることができるので、例えば、ウエブ２、１２に局所的な弛みが存在し、その弛みがある程度の面積にわたって広がっているような場合には、より適切にウエブ２、１２を適度な押圧力をもってスリット状吐出口５、１５に向けて均等に押し付けることが可能になる。
【００２１】
なお、図３、図４に示した形態では、加圧室２３、３２のウエブ２、１２の走行方向前後に配置されたロール６、７およびロール３４、３５は位置固定としたが、例えばウエブ２、１２の走行方向に位置調整できるようにしておけば、加圧室２３、３２のウエブ２、１２に向けての開放領域の面積を多少調整できるようになる。もちろん、チャンバ２４、３３自体を、その加圧室２３、３２の開放領域の面積を調整できるように構成しておいてもよい。
【００２２】
さらに、ロール６、７あるいはロール３４、３５は、基本的にはフリーロール（つまり、ウエブの走行に従動して回転するロール）でよいが、例えば、小さなトルクで助勢駆動可能な構成とすれば、走行中のウエブ２、１２に加わる張力を軽減することが可能になり、張力に起因するウエブ２、１２の波状しわの発生防止をはかることができ、一層望ましい状態での均一塗工を目指すことが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明に係るウエブ塗工装置は、均一な塗工が求められるあらゆるウエブの塗工に適用でき、とくに金属箔や樹脂フィルムへの薄膜塗工が求められる用途に好適である。
【符号の説明】
【００２４】
１、１１、２１、３１  ウエブ塗工装置
２、１２  ウエブ
３、１３  空中パス
４、１４  塗布ヘッド
５、１５  スリット状吐出口
８、１９  マニホールド
９、２０  スポンジロール
１６  塗膜
２２  加圧気体
２３、３２  加圧室
２４、３３  チャンバ
３４、３５  小径のロール
【図１】
2012026330.tif 000003
【図２】
2012026330.tif 000004
【図３】
2012026330.tif 000005
【図４】
2012026330.tif 000006
【図５】
2012026330.tif 000007
【図６】
2012026330.tif 000008
【図７】
2012026330.tif 000009
【図８】
2012026330.tif 000010
【国際調査報告】
2012026330.tif 000011
2012026330.tif 000012
2012026330.tif 000013
2012026330.tif 000014
2012026330.tif 000015
2012026330.tif 000016
2012026330.tif 000017
2012026330.tif 000018